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MULTIVIBRADOR ASTÁVEL TRANSISTORIZADO

Dois transistores numa configuração do tipo emissor-comum, ao qual se encontram ligados de forma que a saída de um seja ligado na entrada do outro e vice-versa, formam um multivibrador astável. Como resultado haverá uma comutação automática em uma frequencia fo, onde os estado de corte e saturação em ambos serão alternados enquanto o circuito se mantiver alimentado.




A forma de onda deste tipo de oscilador, coletada no coletor de T2 é um onda quadrada quase perfeita, cujo a sua frequencia será dada pela fórmula abaixo.

f = 1 / ( K . ( RB1 . C2 + RB2 . C1 )

Onde:
f = frequencia de oscilação em Hetz.
K = Constante igual a 0,69.
RB1 e RB2 = Resistores da malha de carga e descarga dados em Ohms.
C1 e C2 = Capacitores da malha de carga e descarga dados em Farad.

O diodo 1N4148 junto a R1 tem o objetivo de garantir uma onda quadrada mais perfeita possivel. Mantendo-se RB1 = RB2 e C1 = C2 a simetria do sinal será mantida.

PROJETO

Como os transistores trabalham em corte e saturação temos que garantir o estado de saturação, para tal vamos polarizar o transistor neste estado, considerando VCE = 0V. Primeiramente vamos calcular os resistores do coletor para polarização em classe A, onde as tensões de VCE dos transistores serão metade da tensão de alimentação VCC. Considerando VCC = 12V , IC = 1mA e fechando a malha de coletor, teremos então.

VCC = IC . RC + VCE

VCC = IC . RC + ( VCC / 2 )

12V = 1mA . RC + 6V

RC = ( 12V - 6V ) / 1mA

RC = 6K


Utilizaremos o valor comercial de 5K6 para RC. De posse do Hfe do transistor, levantado em manual e sabendo que IB = IC / Hfe, calculamos o valor de IB capaz de colocar o transistor em saturação. Para o transistor BC548B com uma corrente IC de 1mA encontramos um Hfe de aproximadamente 190, como o queremos saturado, a corrente de coletor terá que ser o dobro do seu valor, ou seja 2mA, fazendo com que toda a tensão esteja sobre RC. com estes valores em mão e fechando a malha de base, teremos.

VCC = IB . RB + VBE

Para transistor de sílicio VBE é igual a 0,6V, substituindo os valores.

VCC = (IC / Hfe) . RB + VBE


12V = ( 2mA / 190 ) . RB + 0,6V


RB = ( 12V - 0,6V ) / ( 2mA / 190 ) = 1,083 MOhms


Como este tipo de circuito de polarização é altamente dependente do parâmetro Hfe, ou Beta, para garantir que o transistor irá entrar no estado de saturação vamos dividir o valor do resistor de base por três, ou seja.

RB válido = 1,083 M / 3 = 361K

Vamos colocar dois capacitores de 10nF no circuito, como RB1 = RB2 = RB e C1 = C2 = C, pela fórmula teremos uma frequencia de:

f = 1 / ( K . ( RB1 . C2 + RB2 . C1 )

f = 1 / ( 0,65 . 2 . 390K . 10nF ) )

f = 185,8Hz

O diodo deverá ser de resposta rápida, vamos utilizar o 1N4148. R1 tem que ser igual ao valor do resistor de coletor.
Após os cálculos finais, já com os valores definidos, mostramos o circuito completo.




Abaixo o sinal medido pelo osciloscópio no coletor dos transistores.




No canal 1 o sinal no coletor do transistor T2 e no canal 2 o sinal do coletor de T1. Veja que no transistor T1 o sinal quadrado possui uma parte exponencial na borda de subida, o mesmo não ocorre em T2, ja´que o mesmo possui o diodo D e o resistor R1 com a função de evitar exatamente esta distorsão.
Há também uma diferença da frequencia calculada com a frequencia medida no circuito, este fato ocorre devido as tolerâncias dos componentes como resistores, capacitores etc. em projetos de circuitos eletrônicos sempre tem que se considerar estas variações, caso contrário poderá acarretar até em não funcionamento do circuito desejado.

Abaixo uma segunda medida tirada do coletor de T2 (canal 1) e da tensão na base do próprio T2 (canal 2).




Veja que os capacitores de carga, ligados a base do transistores (canal 2), iniciam o seu processo de descarga mantendo o transistor em corte, neste momento polarizam VBE negativamente e quando alcançam uma tensão já positiva de 0,6V, levam o transistor à saturação (ponto A).


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